KR102828408B1 - 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재에 관한 것으로서, 특히 골종양이나 외상 등으로 인해 골이 제거되었을 경우 절단된 뼈를 서로 연결하는 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재에 관한 것이다.
본 발명의 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재는, 골결손으로 인해 상호 이격된 뼈를 서로 연결하는 골결손 수복용 충전 연결부재에 있어서, 절단되어 상호 이격되는 상부뼈와 하부뼈 사이에 배치되고, 내부에 관통공이 형성된 중공 기둥형상의 스페이서와; 상부뼈, 스페이서 및 하부뼈의 측방향에 배치되는 2개의 이상의 지지대와; 상기 지지대를 상기 상부뼈, 스페이서 및 하부뼈에 결합시키는 체결부재;를 포함하여 이루어지되, 상기 스페이서는 탄소섬유소재로 이루어지고, 상기 관통공은 상부뼈 및 하부뼈와 연통되며, 상기 스페이서는 상부뼈 및 하부뼈가 배치된 길이방향으로 그 길이가 변경될 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재 { Carbon composite medical device for bone defect }

본 발명은 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재에 관한 것으로서, 특히 골종양이나 외상 등으로 인해 골이 제거되었을 경우 절단된 뼈를 서로 연결하는 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재에 관한 것이다.

골결손이란 의학용어로 'bone defect'라고 하는데, 뼈가 있어야 할 곳에 비어 있는 상태를 의미한다.

이러한 골결손은 외상 또는 골종양 등의 질환으로 인해 발생한다.

가장 흔한 원인은 외상 후 발생되는 것인데, 최근 골연장 수술이 증가하면서 골연장 후 뼈가 제대로 형성되지 못하여 발생하는 골결손도 많아지고 있는 추세이다.

그리고, 외상성 퇴행성 골질환시에도 골결손이 발생하게 된다.

한편, 종양은 우리 몸의 세포가 정상적인 통제에서 벗어나 비정상적으로 증식으로 계속하여 자라는 것을 의미한다.

종양에는 양성종양과 악성종양이 있는데, 악성종양의 특징은 종양이 처음 발생한 부위가 아닌 다른 부위로 퍼져 경우에 따라서 생명을 잃을 수도 있다는 것이다.

이에 반해, 양성종양은 전이를 하지 않고 대개 생명에 영향을 주는 경우가 많지 않다.

골종양은 말 그대로 뼈에 생기는 종양을 의미하는 것으로서, 골종양 역시 양성종양과 악성종양이 있다.

골종양은 팔, 다리, 골반, 척수 등 어느 뼈에나 발병 가능하지만 무릎, 어깨 관절 주변이나 골반 뼈에서 많이 발생한다.

보통 골종양 발생시 수술을 통해 종양 부위를 제거하게 되는데, 이 경우 골결손이 발생하게 된다.

위와 같은 외상 또는 골종양 등의 질환으로 인한 골결손시, 골결손이 있는 부위의 절단된 뼈와 뼈 사이에 금속 등의 소재로 이루어진 스페이서를 삽입하여 연결게 된다.

그러나, 이러한 종래의 이러한 스페이서가 철 등의 금속으로 이루어진 경우, 무게가 무겁고, 너무 높은 강도에 의해 응력 방패현상(stress shielding efftect)을 일으키며, 추후에 제거하여야 하는 불편함이 있다.

본 발명은 아래와 같은 국가연구개발사업의 결과물로 진행하는 것입니다.

* 과제고유번호 : 090-091-3000-3039-301

* 부처명 : 보건복지부

* 연구사업명 : 생체적합성 신소재 의료기기산업 육성 사업

* 연구과제명 : 탄소소재 생체적합성 의료기기 지원센터 구축사업

* 주관기관 : 전북대학교병원

* 연구기간 : 2020. 9. 1. ~ 2023. 12. 31.

공개특허 10-2015-0094830 공개특허 10-2017-0038134

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 골결손으로 인해 이격된 뼈와 뼈 사이에 탄소섬유 소재로 이루어진 스페이서를 삽입 배치하여, 무게가 가볍고, 강도가 너무 높이 않으며, 추후에 제거할 필요가 없고, 비용적인 측면에서도 부담을 줄일 수 있는 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재는, 골결손으로 인해 상호 이격된 뼈를 서로 연결하는 골결손 수복용 충전 연결부재에 있어서, 절단되어 상호 이격되는 상부뼈와 하부뼈 사이에 배치되고, 내부에 관통공이 형성된 중공 기둥형상의 스페이서와; 상부뼈, 스페이서 및 하부뼈의 측방향에 배치되는 2개의 이상의 지지대와; 상기 지지대를 상기 상부뼈, 스페이서 및 하부뼈에 결합시키는 체결부재;를 포함하여 이루어지되, 상기 스페이서는 탄소섬유소재로 이루어지고, 상기 관통공은 상부뼈 및 하부뼈와 연통되며, 상기 스페이서는 상부뼈 및 하부뼈가 배치된 길이방향으로 그 길이가 변경될 수 있는 것을 특징으로 한다.

상기 스페이서는 제1스페이서와 제2스페이서를 포함하여 이루어지되, 상기 스페이서는 상기 제1스페이서와 제2스페이서가 서로 적층 결합되어 그 길이가 변경될 수 있다.

상기 스페이서는, 중공형상의 바디부와; 상기 바디부의 상부에서 상방향으로 돌출 형성되고, 상기 바디부의 외경보다 작은 외경을 갖는 상부결합돌기와; 상기 바디부의 하부에서 오목하게 함몰되어 형성되고, 상기 바디부의 외경보다 작고 상기 상부결합돌기의 외경과 동일한 외경을 갖는 하부결합홈;을 포함하여 이루어지되, 상기 관통공은 상기 바디부, 상부결합돌기 및 하부결합홈을 관통하여 길게 형성되고, 상기 제1스페이서의 상부결합돌기는 상부에 배치되는 제2스페이서의 하부결합홈에 끼움 결합되어 상기 스페이서의 길이가 변경될 수 있도록 한다.

상기 상부결합돌기의 외주면에는 나사산이 형성되고, 상기 하부결합홈에는 나사산이 형성되어, 상기 상부결합돌기와 하부결합홈은 상호 나사 결합될 수 있다.

회전에 따른 상기 상부결합돌기와 하부결합홈의 나사 체결량에 따라 상기 스페이서의 길이를 미세 조정하되, 상기 제1스페이서와 제2스페이서가 더 이상 회전되지 않도록 하는 락킹부재를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 스페이서는, 다수개의 스페이서가 서로 적층 결합되었을 때 가장 상부에 배치되는 스페이서의 상부를 덮는 커버부재;를 더 포함하여 이루어지되, 상기 커버부재는 상기 상부결합돌기를 덮어 상기 스페이서의 상단을 평평하게 한다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 외상 절단 등에 의한 골결손 발생시 상호 이격된 뼈와 뼈 사이에 스페이서를 삽입 배치하고 지지대와 체결부재로 고정시킴으로서, 절단 등으로 인해 이격된 뼈를 안정적으로 지지하면서 뼈가 상기 스페이서를 통해 성장할 수 있도록 하여, 골결손의 수복이 원활하고 신속하게 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 상기 스페이서가 탄소섬유 소재로 이루어져 있어, 무게가 가볍고 강도가 너무 높지 않아 응력 방패현상을 방지할 수 있으며, 추후에 제거할 필요가 없고 비용적인 측면에서도 경제적일 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 스페이서의 길이를 가변할 수 있어, 상부뼈와 하부뼈 사이의 간극에 맞게 상기 스페이서의 길이를 조절하여 삽입 배치할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재로 뼈를 연결한 상태를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스페이서의 단면 분해도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스페이서를 조립한 상태의 단면구조도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스페이서를 뼈 사이에 배치한 상태의 단면구조도.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재로 뼈를 연결한 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 스페이서의 단면 분해도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 스페이서를 조립한 상태의 단면구조도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 스페이서를 뼈 사이에 배치한 상태의 단면구조도이다.

본 발명의 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재는, 외상 또는 질환 등에 의해 골결손이 발생한 지점의 뼈를 서로 연결하도록 하는 것으로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 스페이서(10)와, 지지대(20)와, 체결부재(30)를 포함하여 이루어진다.

골결손은 배경기술에서 언급한 바와 같이, 외상 또는 질환(골종양 등) 등에 의해 발생하게 되는데, 이하 본 실시예에서는 골종양의 수술로 인해 골결손이 발생되는 경우를 예로 들어 설명한다.

도 1(a)에 도시된 바와 같이 뼈 사이에 골종양이 발생한 경우, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 뼈를 절단하여 골종양을 제거하게 된다.

그 후 도 1(c)에 도시된 바와 같이 절단된 뼈 사이에 본 발명의 카본 연결부재를 장착한다.

상기 스페이서(10)는 절단되어 상호 이격되어 배치되는 상부뼈와 하부뼈 사이에 배치된다.

물론 뼈의 배치방향에 따라 상기 스페이서(10)는 좌측뼈와 우측뼈 사이에 배치될 수도 있고, 본 실시예에서는 뼈가 상하방향으로 배치된 상태를 기준으로 설명한다.

그리고 본 실시예에서는, 골종양을 제거하기 위해 뼈를 절단하였을 때, 절단부위의 상부에 배치된 뼈를 상부뼈라 하고, 절단부위의 하부에 배치된 뼈를 하부뼈라 하였다.

상기 스페이서(10)는 이러한 상부뼈와 하부뼈 사이에 삽입 배치된다.

상기 스페이서(10)는 중공 기둥형상으로 이루어져 있는데, 내부에 형성된 관통공(14)이 상기 뼈의 배치방향으로 형성되어 있다.

즉, 상기 스페이서(10)의 내부에 형성된 관통공(14)은 상부뼈의 단부 및 하부뼈의 단부와 연통된다.

따라서, 추후에 상부뼈 및 하부뼈가 자랄 경우, 상기 관통공(14)을 통해 성장할 수 있게 된다.

본 발명에서 상기 스페이서(10)는 탄소섬유 소재로 이루어지도록 한다.

상기 스페이서(10)가 탄소섬유 소재로 이루어짐으로서, 철 등의 금속보다 가볍고, 강도가 더 높으며, 비용도 저렴한 효과가 있고, 특히 스페이서의 강도가 너무 높지 않아 응력 방패현상을 방지할 수 있다.

이러한 상기 스페이서(10)는 상부뼈 및 하부뼈가 배치된 길이방향으로 그 길이가 변경될 수 있도록 한다.

위와 같이 상기 스페이서(10)의 길이를 변경될 수 있도록 함으로서, 상부뼈와 하부뼈의 이격거리에 맞추어 스페이서(10)를 적당한 길이로 신장시켜 삽입 배치될 수 있다.

상기 스페이서(10)는 다양한 방식 및 구조로 그 길이가 변경될 수 있다.

본 실시예에서 상기 스페이서(10)는 하나 이상의 제1스페이서(10a)와 하나 이상의 제2스페이서(10b)를 포함하여 이루어진다.

상기 스페이서(10)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1스페이서(10a)와 제2스페이서(10b)가 서로 적층 결합되어 그 길이가 변경될 수 있도록 되어 있다.

이를 위해 상기 스페이서(10)는 바디부(11)와 상부결합돌기(12)와 하부결합홈(13)으로 이루어져 있다.

상기 바디부(11)는 중공 기둥형상으로 이루어진다.

상기 상부결합돌기(12)는 상기 바디부(11)의 상부에서 상방향으로 돌출 형성되고, 상기 바디부(11)의 외경보다 작은 외경을 갖는다.

상기 하부결합홈(13)은 상기 바디부(11)의 하부에서 오목하게 함몰되어 형성되고, 상기 바디부(11)의 외경보다 작고 상기 상부결합돌기(12)의 외경과 동일한 외경을 갖는다.

상기 관통공(14)은 상기 바디부(11), 상부결합돌기(12) 및 하부결합홈(13)을 관통하여 길게 형성된다.

따라서 상기 상부결합돌기(12)는 중공형상으로 이루어지고, 상기 관통공(14)의 상부 둘레를 따라 상방향으로 돌출된 형상으로 형성된다.

그리고 상기 하부결합홈(13)은 상기 관통공(14)의 하부 둘레를 따라 오목하게 함몰되어 형성된다.

상기 제1스페이서(10a)와 제2스페이서(10b)는 서로 적층되어 결합되게 되는데, 상기 제1스페이서(10a)의 상부결합돌기(12)는 상부에 배치되는 제2스페이서(10b)의 하부결합홈(13)에 끼움 결합되게 된다.

위와 같이 상기 제1스페이서(10a)와 제2스페이서(10b)를 교대로 서로 여러개 적층함으로서, 상기 스페이서(10)의 길이를 쉽게 변경할 수 있다.

상기 제1스페이서(10a)와 제2스페이서(10b)는 그 길이가 서로 동일할 수도 있고, 다를 수도 있다.

경우에 따라 상기 스페이서(10)는, 길이가 다른 제3스페이서 또는 제4스페이서 등을 더 포함하여 이루어질 수도 있다.

상기 상부결합돌기(12)와 하부결합홈(13)은 단순히 끼움 결합될 수도 있으나, 상기 상부결합돌기(12)와 하부결합홈(13)의 체결력을 높이기 위해, 상기 상부결합돌기(12)의 외주면에는 나사산이 형성되고 상기 하부결합홈(13)에는 나사산이 형성되어, 상기 상부결합돌기(12)와 하부결합홈(13)은 상호 나사 결합되도록 함이 바람직하다.

그리고, 회전에 따른 상기 상부결합돌기(12)와 하부결합홈(13)의 나사 체결량에 따라 상기 제1스페이서(10a)와 제2스페이서(10b)가 결합되어 완성되는 상기 스페이서(10)의 길이를 미세 조정할 수도 있다.

도 3(a)는 상기 상부결합돌기(12)와 하부결합홈(13)의 나사 체결량을 적게 하여 상기 스페이서(10)를 길이를 길게 한 것을 도시한 것이고, 도 3(b)는 상기 상부결합돌기(12)와 하부결합홈(13)의 나사 체결량의 많이 하여 상기 스페이서(10)의 길이를 상대적으로 짧게 한 것을 도시한 것이다.

이 경우, 본 발명의 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재는, 상기 제1스페이서(10a)와 제2스페이서(10b)가 더 이상 회전되지 않도록 하는 별도의 락킹부재(미도시)를 더 포함하여 이루어지도록 한다.

위와 같이, 상기 락킹부재에 의해 상기 제1스페이서(10a)와 제2스페이서(10b)가 더 이상 회전되지 않도록 함으로서, 나사 결합되는 상기 제1스페이서(10a)와 제2스페이서(10b)의 이격거리를 미세 조정한 상태로 그 길이를 그대로 유지하도록 할 수 있어, 상기 스페이서(10)의 길이 변경을 미세 조정할 수 있게 된다.

상기 지지대(20)는 2개 이상으로 이루어져, 상부뼈, 스페이서(10) 및 하부뼈의 측방향에 배치된다.

상기 지지대(20)는 긴 막대 형상으로 이루어진다.

상기 체결부재(30)는 나사 등으로 이루어져, 상기 지지대(20)를 상기 상부뼈, 스페이서(10) 및 하부뼈에 고정 결합시킨다.

또한, 상기 스페이서(10)는 다수개의 스페이서(10)가 서로 적층 결합되었을 때 가장 상부에 배치되는 스페이서(10)의 상부를 덮는 커버부재(15)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 커버부재(15)는 상기 상부결합돌기(12)를 덮어 상기 스페이서(10)의 상단을 평평하게 한다.

상기 커버부재(15)가 없을 경우에는 상기 상부결합돌기(12)가 상부뼈의 하단부에 대면하게 되고, 이 경우 상기 상부뼈의 하단부와 상기 상부결합돌기(12)의 접촉면적이 적어 지지력이 저하될 수 있다.

그러나 본 발명과 같이 상기 커버부재(15)가 상기 상부결합돌기(12)를 덮어 상기 스페이서(10)의 상단을 평평하게 함으로서, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 상부뼈의 하부에 상기 상부결합돌기(12)가 배치되었을 때에, 상기 상부뼈의 하단부가 상기 커버부재(15)의 상면과 넓은 면적으로 서로 접하도록 하여 지지력을 증대시킬 수 있다.

위와 같이, 본 발명은 외상, 절단 등에 의한 골결손 발생시 상호 이격된 뼈와 뼈 사이에 스페이서(10)를 삽입 배치하고 상기 지지대(20)와 체결부재(30)로 고정시킴으로서, 절단 등으로 인해 이격된 뼈를 안정적으로 지지하면서 뼈가 상기 스페이서(10)를 통해 성장할 수 있도록 하여, 골결손의 수복이 원활하고 신속하게 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 상기 스페이서(10)가 탄소섬유 소재로 이루어져 있어, 가볍고 강도를 높일 수 있다.

뿐만 아니라, 상기 스페이서(10)의 길이를 가변할 수 있어, 상부뼈와 하부뼈 사이의 간극에 맞게 상기 스페이서(10)의 길이를 조절하여 삽입 배치할 수 있다.

본 발명인 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.

10 : 스페이서, 10a : 제1스페이서, 10b : 제2스페이서, 11 : 바디부, 12 : 상부결합돌기, 13 : 하부결합홈, 14 : 관통공, 15 : 커버부재,
20 : 지지대, 30 : 체결부재,

Claims (6)

1. 골결손으로 인해 상호 이격된 뼈를 서로 연결하는 골결손 수복용 충전 연결부재에 있어서,
   상호 이격되는 상부뼈와 하부뼈 사이에 배치되고, 내부에 관통공이 형성되며, 탄소섬유소재로 이루어진 중공 기둥형상의 스페이서와;
   상부뼈, 스페이서 및 하부뼈의 측방향에 배치되는 2개의 이상의 지지대와;
   상기 지지대를 상기 상부뼈, 스페이서 및 하부뼈에 결합시키는 체결부재;를 포함하여 이루어지되,
   상기 관통공은 상부뼈 및 하부뼈와 연통되며,
   상기 스페이서는, 서로 적층 결합되어 상기 스페이서의 길이를 가변시키는 제1스페이서 및 제2스페이서와; 상기 제1스페이서와 제2스페이서가 서로 적층 결합되었을 때 가장 상부에 배치되는 스페이서의 상부를 덮는 커버부재;를 포함하여 이루어지며,
   상기 제1스페이서 및 제2스페이서는 각각,
   중공형상의 바디부와;
   상기 바디부의 상부에서 상방향으로 돌출 형성되고, 상기 바디부의 외경보다 작은 외경을 갖는 상부결합돌기와;
   상기 바디부의 하부에서 오목하게 함몰되어 형성되고, 상기 바디부의 외경보다 작고 상기 상부결합돌기의 외경과 동일한 외경을 갖는 하부결합홈;을 포함하여 이루어지며,
   상기 관통공은 상기 바디부, 상부결합돌기 및 하부결합홈을 관통하여 길게 형성되고,
   상기 제1스페이서의 상부결합돌기는 상부에 배치되는 상기 제2스페이서의 하부결합홈에 끼움 결합되고, 상기 제1스페이서와 제2스페이서가 상호 반복하여 결합되면서 상기 스페이서의 길이가 변경될 수 있도록 하며,
   상호 결합되는 상기 제1스페이서와 제2스페이서의 형상은 동일하고,
   상기 커버부재의 상부 면적은 상기 상부결합돌기의 상부 면적보다 크게 형성되고, 상기 커버부재는 가장 상부에 배치된 상기 상부결합돌기의 둘레를 덮어 상부뼈의 단부가 상기 상부결합돌기보다 넓은 면적을 갖는 상기 커버부재의 상면에 넓은 면적으로 서로 접하도록 하는 것을 특징으로 하는 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재.
2. 삭제
3. 삭제
4. 청구항1에 있어서,
   상기 상부결합돌기의 외주면에는 나사산이 형성되고, 상기 하부결합홈에는 나사산이 형성되어, 상기 상부결합돌기와 하부결합홈은 상호 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재.
5. 청구항4에 있어서,
   회전에 따른 상기 상부결합돌기와 하부결합홈의 나사 체결량에 따라 상기 스페이서의 길이를 미세 조정하되,
   상기 제1스페이서와 제2스페이서가 더 이상 회전되지 않도록 하는 락킹부재를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 골결손 수복용 탄소소재 충전 연결부재.
6. 삭제